De familie Panxiosteidae werd benoemd door Wang in 1979. Leden van de familie staan bekend om het vertonen van morfologisch intermediaire eigenschappen tussen coccosteïden en dunkleosteïden. In de fylogenetische studie van Carr & Hlavin uit 2010 werd Panxiosteidae erkend als het zustertaxon van de familie Dunkleosteidae, die samen de superfamilieDunkleosteoidea vormden (een van de drie belangrijkste claden van Eubrachythoraci).
De fylogenie van Panxiosteidae uit de Zhu & Zhu-studie uit 2013 wordt weergegeven in het onderstaande cladogram:
Echter, de daaropvolgende 2016 Zhu et alii studie met een grotere morfologische dataset vond de Panxiosteidae ver buiten de Dunkleosteoidea, en in plaats daarvan binnen de Coccosteomorphi en vervolgens Coccosteoidea als de zustergroep van de Coccosteidae, zoals weergegeven in het onderstaande cladogram:
